Phân Tích Chuyển Động Khớp Xương Chày Cho 12 Hoạt Động Hằng Ngày Khác Nhau Ở Người Cao Tuổi Sử Dụng Phương Pháp Nhận Diện Mẫu

International Journal of Precision Engineering and Manufacturing - Tập 21 Số 6 - Trang 1113-1126 - 2020
Seo, Hansol1, Jun, Sung-Chul2,3, Jung, Dukyoung4, Hong, Jaesoo5, Lee, Chang-Hyung3, Kim, Han-Sung6, Lim, Dohyung1
1Department of Mechanical Engineering, Sejong University, Seoul, Republic of Korea
2Senior Products Industrial Center, Busan Techno Park, Busan, South Korea
3Department of Rehabilitation Medicine, Pusan National University School of Medicine, Yangsan, South Korea
4Seongnam Senior Experience Complex, Eulji University, Seongnam, South Korea
5Biomedical System and Technology Group, Korea Institute of Industrial Technology, Cheonan, South Korea
6Department of Biomedical Engineering, Yonsei University, Wonju, South Korea

Tóm tắt

Các đặc điểm chuyển động của khớp xương chày ở người cao tuổi phát sinh từ nhiều hoạt động hằng ngày (ADLs) chưa được đánh giá đầy đủ bằng cách tiếp cận nhận diện mẫu một cách định lượng và khách quan. Nghiên cứu hiện tại nhằm phân tích các đặc điểm chuyển động của khớp xương chày cho 12 ADLs khác nhau ở người cao tuổi thông qua phương pháp nhận diện mẫu; nghiên cứu này cũng nhằm xác định xem liệu kỹ thuật phân tích này có hiệu quả, định lượng và khách quan trong việc hiểu các đặc điểm chuyển động của khớp xương chày hay không. Năm mươi người tham gia cao tuổi thực hiện 12 ADLs được chọn dựa trên các chỉ báo ADL của Katz. Các đơn vị đo lường quán tính đã được sử dụng để đo chuyển động của khớp xương chày, và các mẫu cũng như sự tương đồng của chúng đã được phân tích bằng cách sử dụng phương pháp nhận diện mẫu. Các kết quả đã xác định các đặc điểm chuyển động của khớp xương chày cho từng ADL. Mức độ tương đồng của các mẫu ADLs liên quan đến đi bộ rất thấp (p < 0.25) đối với chuyển động của khớp xương chày mặc dù biên độ chuyển động và hình dạng mẫu tương tự nhau. Mức độ tương đồng của các mẫu ADLs liên quan đến ngồi/đứng thì đặc biệt cao (p > 0.9) đối với gập/banh lật và thấp (p < 0.5) đối với tách/nhập. Mức độ tương đồng của các mẫu ADLs liên quan đến nằm/đứng cũng cao, đặc biệt đối với gập/banh lật và xoay/ngược xoay. Kết quả cho thấy việc áp dụng phương pháp nhận diện mẫu cùng với phân tích động học truyền thống có thể có hiệu quả, định lượng và khách quan trong việc hiểu các đặc điểm động học của khớp xương chày.

Từ khóa

#khớp xương chày #người cao tuổi #hoạt động hằng ngày #phương pháp nhận diện mẫu #động học

Tài liệu tham khảo

citation_journal_title=Gerontology; citation_title=Exponential increases in the prevalence of disability in the oldest old: A canadian national survey; citation_author=M Guay, M Dubois, M Corrada, M Lapointe-Garant, C Kawas; citation_volume=60; citation_issue=5; citation_publication_date=2014; citation_pages=395-401; citation_id=CR1 citation_journal_title=Exercise and Sport Sciences Reviews; citation_title=Changes in movement capabilities with aging; citation_author=MD Grabiner, RM Enoka; citation_volume=23; citation_issue=1; citation_publication_date=1995; citation_pages=65-104; citation_id=CR2 citation_journal_title=Canadian journal of sport sciences; citation_title=Effects of aging on human neuromuscular function: Implications for exercise; citation_author=AA Vandervoort; citation_volume=17; citation_issue=3; citation_publication_date=1992; citation_pages=178-184; citation_id=CR3 citation_journal_title=Journal of Aging and Health; citation_title=Relationships between deprivation and the self-reported health of older people in Northern Ireland; citation_author=S Doebler, N Glasgow; citation_volume=29; citation_issue=4; citation_publication_date=2017; citation_pages=594-619; citation_id=CR4 citation_journal_title=Medicine & Science in Sports & Exercise; citation_title=Exercise dose-response effects on quality of life and independent living in older adults; citation_author=W Spirduso, D Cronin; citation_volume=33; citation_issue=6; citation_publication_date=2001; citation_pages=S598-S608; citation_id=CR5 citation_journal_title=Journal of Neurologic Physical Therapy; citation_title=Sensory-challenge balance exercises improve multisensory reweighting in fall-prone older adults; citation_author=LK Allison, T Kiemel, JJ Jeka; citation_volume=42; citation_issue=2; citation_publication_date=2018; citation_pages=84-93; citation_id=CR6 citation_journal_title=Clinical Gerontologist; citation_title=Impact of balance confidence on daily living activities of older people with knee osteoarthritis with regard to balance, physical function, pain, and quality of life-a preliminary report; citation_author=L Bobic Lucic, S Grazio; citation_volume=41; citation_issue=4; citation_publication_date=2018; citation_pages=357-365; citation_id=CR7 citation_journal_title=Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports; citation_title=Exercises of dynamic stability under unstable conditions increase muscle strength and balance ability in the elderly; citation_author=A Hamed, S Bohm, F Mersmann, A Arampatzis; citation_volume=28; citation_issue=3; citation_publication_date=2018; citation_pages=961-971; citation_id=CR8 citation_journal_title=International Journal of Precision Engineering and Manufacturing; citation_title=Alterations of relative muscle contribution induced by hemiplegia: Straight and turning gaits; citation_author=H Jung, C Ko, JS Kim, B Lee, D Lim; citation_volume=16; citation_issue=10; citation_publication_date=2015; citation_pages=2219-2227; citation_id=CR9 citation_journal_title=International Journal of Precision Engineering and Manufacturing; citation_title=Gait patterns of chronic ambulatory hemiplegic elderly compared with normal age-matched elderly; citation_author=J Kim, SI Oh, H Cho, HS Kim, J Chon, WJ Lee; citation_volume=16; citation_issue=2; citation_publication_date=2015; citation_pages=385-392; citation_id=CR10 citation_journal_title=Disability and Rehabilitation: Assistive Technology; citation_title=Design and evaluation of vibratory shoe on balance control for elderly subjects; citation_author=A Aboutorabi, M Arazpour, F Farahmand, M Bahramizadeh, R Fadayevatan, E Abdollahi; citation_volume=13; citation_issue=2; citation_publication_date=2018; citation_pages=173-177; citation_id=CR11 citation_journal_title=Journal of Fundamental and Applied Sciences; citation_title=Retracted: Web services for telegeriatric and independent living of the elderly in their homes; citation_author=MJ Arif, D Koutsouris, S Pavlopoulos, IMM Emary; citation_volume=10; citation_issue=4S; citation_publication_date=2018; citation_pages=694-705; citation_id=CR12 citation_journal_title=International Journal of Precision Engineering and Manufacturing; citation_title=Alterations of human responses by varying dynamic rotational perturbations on balance training equipment; citation_author=H Jung, HJ Kim, BR Kim, D Lim; citation_volume=18; citation_issue=9; citation_publication_date=2017; citation_pages=1269-1274; citation_id=CR13 citation_title=Motor control: Theory and practical applications; citation_publication_date=1996; citation_id=CR14; citation_author=A Shumway-Cook; citation_author=MH Wollacott; citation_publisher=Williams & Wilkins Inc. citation_journal_title=Neurobiology of Aging; citation_title=Components of postural dyscontrol in the elderly: A review; citation_author=FB Horak, CL Shupert, A Mirka; citation_volume=10; citation_issue=6; citation_publication_date=1989; citation_pages=727-738; citation_id=CR15 citation_journal_title=Physical Therapy; citation_title=A model for multisystem evaluation treatment of individuals with Parkinson’s disease; citation_author=M Schenkman, RB Butler; citation_volume=69; citation_issue=11; citation_publication_date=1989; citation_pages=932-943; citation_id=CR16 citation_journal_title=Experimental Gerontology; citation_title=Physiological fitness measures and sensory and motor-performance in aging; citation_author=WJ Chodzko-Zajko, RL Ringel; citation_volume=22; citation_issue=5; citation_publication_date=1987; citation_pages=317-328; citation_id=CR17 citation_journal_title=Journal of the Neurological Sciences; citation_title=What is the cause of the ageing atrophy? Total number, size and proportion of different fiber types studied in whole vastus lateralis muscle from 15- to 83-year-old men; citation_author=J Lexell, CC Taylor, M Sjostrom; citation_volume=84; citation_issue=2–3; citation_publication_date=1988; citation_pages=275-294; citation_id=CR18 citation_journal_title=Gait & Posture; citation_title=Differences in foot kinematics between young and older adults during walking; citation_author=JB Arnold, S Mackintosh, S Jones, D Thewlis; citation_volume=39; citation_issue=2; citation_publication_date=2014; citation_pages=689-694; citation_id=CR19 citation_journal_title=Medicine and Science in Sports and Exercise; citation_title=Squatting exercises in older adults: Kinematic and kinetic comparisons; citation_author=S Flanagan, GJ Salem, MY Wang, SE Sanker, GA Greendale; citation_volume=35; citation_issue=4; citation_publication_date=2003; citation_pages=635-643; citation_id=CR20 citation_journal_title=Journal of Physical Therapy Science; citation_title=Age and gender differences in the control of vertical ground reaction force by the hip, knee and ankle joints; citation_author=H Toda, A Nagano, Z Luo; citation_volume=27; citation_issue=6; citation_publication_date=2015; citation_pages=1833-1838; citation_id=CR21 citation_journal_title=Frontiers in Neurorobotics; citation_title=Deep learning with convolutional neural networks applied to electromyography data: A resource for the classification of movements for prosthetic hands; citation_author=M Atzori, M Cognolato, H Muller; citation_volume=10; citation_publication_date=2016; citation_pages=9; citation_id=CR22 citation_journal_title=Engineering Applications of Artificial Intelligence; citation_title=Hand movement recognition based on biosignal analysis; citation_author=P Wojtczak, TG Amaral, OP Dias, A Wolczowski, M Kurzynski; citation_volume=22; citation_issue=4–5; citation_publication_date=2009; citation_pages=608-615; citation_id=CR23 citation_journal_title=Informatics; citation_title=Towards clustering of mobileand smartwatch accelerometer data for physical activity recognition; citation_author=C Dobbins, R Rawassizadeh; citation_volume=5; citation_publication_date=2018; citation_pages=22; citation_id=CR24 citation_journal_title=Biocybernetics and Biomedical Engineering; citation_title=Human gait pattern changes detection system: A multimodal vision-based and novelty detection learning approach; citation_author=J Paulo, A Asvadi, P Peixoto, P Amorim; citation_volume=37; citation_issue=4; citation_publication_date=2017; citation_pages=701-717; citation_id=CR25 citation_journal_title=The Gerontologist; citation_title=Progress in development of the index of ADL; citation_author=S Katz, TD Downs, HR Cash, RC Grotz; citation_volume=10; citation_issue=1_Part_1; citation_publication_date=2003; citation_pages=20-30; citation_id=CR26 Neumann, D. (2009). Kinesiology of the musculoskeletal system: Foundations for rehabilitation (2nd edn). In Chapter 14: Ankle and Foot. Amsterdam: Elsevier Inc. citation_journal_title=IEEE Transactions on Information Theory; citation_title=Least-squares quantization in PCM; citation_author=S Lloyd; citation_volume=28; citation_issue=2; citation_publication_date=1982; citation_pages=129-137; citation_id=CR28 citation_title=Theory and application of digital signal processing; citation_publication_date=1975; citation_id=CR29; citation_author=L Rabiner; citation_author=B Gold; citation_publisher=Prentice-Hall citation_journal_title=Gait & Posture; citation_title=Effect of age on lower extremity joint moment contributions to gait speed; citation_author=PO Riley, U Della Croce, DC Kerrigan; citation_volume=14; citation_issue=3; citation_publication_date=2001; citation_pages=264-270; citation_id=CR30 citation_journal_title=Clinical Biomechanics; citation_title=Hip, knee, ankle kinematics and kinetics during stair ascent and descent in healthy young individuals; citation_author=A Protopapadaki, WI Drechsler, MC Cramp, FJ Coutts, OM Scott; citation_volume=22; citation_issue=2; citation_publication_date=2007; citation_pages=203-210; citation_id=CR31 citation_journal_title=Journal of Electromyography and Kinesiology; citation_title=The demands of stair descent relative to maximum capacities in elderly and young adults; citation_author=ND Reeves, M Spanjaard, AA Mohagheghi, V Baltzopoulos, CN Maganaris; citation_volume=18; citation_issue=2; citation_publication_date=2008; citation_pages=218-227; citation_id=CR32 citation_journal_title=Korean Journal of Sport Biomechanics; citation_title=An investigation of the effect of the height of wteps on the joint moment of lower extremities of the elderly while walking downstairs; citation_author=SD Eun; citation_volume=16; citation_issue=4; citation_publication_date=2006; citation_pages=31-38; citation_id=CR33 citation_journal_title=Journal of Orthopaedic Research; citation_title=Hip, knee, and ankle kinematics of high range of motion activities of daily living; citation_author=A Hemmerich, H Brown, S Smith, SSK Marthandam, UP Wyss; citation_volume=24; citation_issue=4; citation_publication_date=2006; citation_pages=770-781; citation_id=CR34 citation_journal_title=Gait & Posture; citation_title=A structural equation model relating impaired sensorimotor function, fear of falling and gait patterns in older people; citation_author=HB Menz, SR Lord, RC Fitzpatrick; citation_volume=25; citation_issue=2; citation_publication_date=2007; citation_pages=243-249; citation_id=CR35 citation_journal_title=Gait & Posture; citation_title=Effects of surface irregularity and lighting on step variability during gait: A study in healthy young and older women; citation_author=SB Thies, JK Richardson, JA Ashton-Miller; citation_volume=22; citation_issue=1; citation_publication_date=2005; citation_pages=26-31; citation_id=CR36 citation_journal_title=The Official Journal of the Korean Academy of Kinesiology; citation_title=An analysis on the comparison of the center of pressure, gait angle, and gait time between female college students and elderly women; citation_author=DG Kim, HJ Kang; citation_volume=19; citation_issue=2; citation_publication_date=2017; citation_pages=61-67; citation_id=CR37 citation_journal_title=Biomedical Sciences Instrumentation; citation_title=The effect of restricting arm swing during normal locomotion; citation_author=R Marks; citation_volume=33; citation_publication_date=1997; citation_pages=209-215; citation_id=CR38